1、20142015 學(xué)年第二學(xué)期期末考試課程名稱：電力傳動(dòng)與控制 開(kāi) 卷 A 卷 120分鐘 考試班級(jí)： 考試方式 ：開(kāi)卷 閉卷 班級(jí)- 學(xué)號(hào)- 姓名- 重修標(biāo)記 題號(hào)一二三合計(jì)滿分304030100實(shí)得分評(píng)閱人 得分一、選擇題（共30分，每題2分）1、限止電機(jī)起動(dòng)電流沖擊的簡(jiǎn)單方法是采用（ B ）A、轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋 B、電流截止負(fù)反饋 C、電壓負(fù)反饋2、無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器一般采用（ C ）調(diào)節(jié)器。A、P調(diào)節(jié)器 B、PD調(diào)節(jié)器 C、PI調(diào)節(jié)器3、將晶閘管看成一階慣性環(huán)節(jié)的工作近似條件為（ A ）。A、 B、 C、4、下列各項(xiàng)指標(biāo)中，反應(yīng)調(diào)速系統(tǒng)抗干擾性能指標(biāo)的是（ C ）。A、tr B、

2、C、tv5、無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器中P部份的作用是（ B ）。A、消除穩(wěn)態(tài)誤差 B、增加系統(tǒng)快速性 C、既消除穩(wěn)態(tài)誤差又加快動(dòng)態(tài)響應(yīng)6、轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，在恒流升速階段時(shí)，兩個(gè)調(diào)節(jié)器的狀態(tài)是（ A ）。A、ASR飽和、ACR不飽和 B、ACR飽和、ASR不飽和 C、ASR和ACR都飽和7、在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋單閉環(huán)無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)中，突然增加負(fù)載后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)速n較之負(fù)載變化前不變，整流裝置的輸出電壓Ud是（ B ）。A、增加 B、減少 C、先增加后減少 8、在速度負(fù)反饋單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)下列（ C ）參數(shù)變化時(shí)，系統(tǒng)無(wú)調(diào)節(jié)能力。 A、放大器的放大倍數(shù)Kp B、負(fù)載變化 C、轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)

3、9、帶有勵(lì)磁電流閉環(huán)的弱磁與調(diào)壓配合控制直流調(diào)速系統(tǒng)中，常用（ B ）表示勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器。A、ACR B、AFR C、ASR10、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，為了抑制轉(zhuǎn)速超調(diào)，應(yīng)該在系統(tǒng)中引入（ B ）環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)節(jié)。A、比例調(diào)節(jié) B、微分調(diào)節(jié) C、積分調(diào)節(jié)11、異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法種類繁多，從能量轉(zhuǎn)換的角度看，其中變壓變頻調(diào)速屬于（ C ）調(diào)速系統(tǒng)。A、轉(zhuǎn)差功率消耗型 B、轉(zhuǎn)差功率饋送型 C、轉(zhuǎn)差功率不變型12、繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)中，由于在轉(zhuǎn)子側(cè)串入附加電動(dòng)勢(shì)極性和大小的不同，s和Pm都是可正可負(fù)，因而可以分為五種不同的工作情況。為了使電力拖動(dòng)裝置能縮短減速和停車的時(shí)間，可以使電機(jī)運(yùn)

4、行在（ B ）轉(zhuǎn)速下作回饋制動(dòng)運(yùn)行。A、超同步 B、次同步 C、反轉(zhuǎn)13、串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)沒(méi)有制動(dòng)停車功能，只能靠減小 角逐漸減速，并依靠（ A ）的作用自由停車。A、負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩 B、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩 C、電磁轉(zhuǎn)矩14、異步電機(jī)在正弦波電壓供電時(shí)，按不同規(guī)律實(shí)現(xiàn)電壓-頻率協(xié)調(diào)控制可得不同類型的機(jī)械特性。為了獲得和直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，應(yīng)選擇（ C ），即按照轉(zhuǎn)子全磁通 恒定進(jìn)行控制。A、 B、 C、15、三相異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型從三相靜止坐標(biāo)系變換到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系后，電感矩陣的階數(shù)有何變化？（ B ）A、從6*6矩陣降到3*3矩陣 B、從6*6矩陣降到4*4矩陣 C、從6*6矩陣降到2*2

5、矩陣評(píng)閱人 得分 二、簡(jiǎn)答題（共40分，每題8分）1、在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器有什么作用？其輸出限幅值應(yīng)按什么要求來(lái)整定？電流調(diào)節(jié)器有什么作用？其輸出限幅值應(yīng)按什么要求來(lái)整定？答:轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用:（1）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速 n 很快地跟隨給定電壓變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)可減小轉(zhuǎn)速誤差，如果采用PI調(diào)節(jié)器，則可實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差。（2）對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。（3）其輸出限幅值決定電機(jī)允許的最大電流。電流調(diào)節(jié)器的作用:（1）作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在外環(huán)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)過(guò)程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓（即外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量）變化。（2）對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用。（3）在轉(zhuǎn)

6、速動(dòng)態(tài)過(guò)程中，保證獲得電機(jī)允許的最大電流，從而加快動(dòng)態(tài)過(guò)程。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅電壓決定了電流給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓限制了電力電子變換器的最大輸出電壓。2、調(diào)速范圍和靜差率的定義是什么？調(diào)速范圍、靜態(tài)速降和最小靜差率之間有什么關(guān)系？生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍，用字母D表示，即：負(fù)載由理想空載增加到額定值時(shí)，所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落與理想空載轉(zhuǎn)速之比，稱為系統(tǒng)的靜差率S,即：調(diào)速范圍，靜差速降和最小靜差之間的關(guān)系為：由于在一定的下，D越大，越小,又一定，則S變大。3、與晶閘管-直流電機(jī)系統(tǒng)相比，試分析雙極式控制的橋式可逆PWM變換器的優(yōu)缺點(diǎn)

7、？答:雙極式控制的橋式可逆PWM變換器有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）電流一定連續(xù)；（2）可使電機(jī)在四象限運(yùn)行；（3）電機(jī)停止時(shí)有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)；（4）低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速范圍可達(dá)1:20000左右；（5）低速時(shí)，每個(gè)開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)脈沖仍較寬，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。 雙極式控制方式的不足之處是： 在工作過(guò)程中，4個(gè)開(kāi)關(guān)器件可能都處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)，開(kāi)關(guān)損耗大，而且在切換時(shí)可能發(fā)生上、下橋臂直通的事故，為了防止直通，上、下橋臂的驅(qū)動(dòng)脈沖之間，應(yīng)設(shè)置邏輯延時(shí)。4、試列出異步電動(dòng)機(jī)在兩相任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（dq坐標(biāo)系）上的數(shù)學(xué)模型，即列出磁鏈方程、電壓方程、轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)方程。磁鏈方程:電壓方程:轉(zhuǎn)矩方程:

8、運(yùn)動(dòng)方程:5、試分析高動(dòng)態(tài)性能的交流電動(dòng)機(jī)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的兩種控制方案：矢量控制系統(tǒng)和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。答:DTC系統(tǒng)和VC系統(tǒng)都是已獲實(shí)際應(yīng)用的高性能交流調(diào)速系統(tǒng)。兩者都采用轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)速）和磁鏈分別控制，這是符合異步電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的需要的。但兩者在控制性能上卻各有千秋。 VC系統(tǒng)強(qiáng)調(diào) Te 與r的解耦，有利于分別設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速與磁鏈調(diào)節(jié)器；實(shí)行連續(xù)控制，可獲得較寬的調(diào)速范圍；但按r 定向受電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響，降低了系統(tǒng)的魯棒性。 DTC系統(tǒng)則實(shí)行 Te 與s 砰-砰控制，避開(kāi)了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，簡(jiǎn)化了控制結(jié)構(gòu)；控制定子磁鏈而不是轉(zhuǎn)子磁鏈，不受轉(zhuǎn)子參數(shù)變化的影響；但不可避免地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈

9、動(dòng)，低速性能較差，調(diào)速范圍受到限制?；蛄谐霰恚褐苯愚D(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)和矢量控制系統(tǒng)特點(diǎn)與性能比較性能與特點(diǎn)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)矢量控制系統(tǒng)磁鏈控制定子磁鏈轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn)矩控制砰-砰控制，有轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)連續(xù)控制，比較平滑坐標(biāo)變換靜止坐標(biāo)變換，較簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，較復(fù)雜轉(zhuǎn)子參數(shù)變化影響無(wú)注有調(diào)速范圍不夠?qū)挶容^寬評(píng)閱人 得分三、計(jì)算題（共30分）1、某轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，主電路采用三相零式整流電路。已知電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：，電樞回路總電阻R=0.18，允許電流過(guò)載倍數(shù)，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)，電磁時(shí)間常數(shù)，機(jī)電時(shí)間常數(shù)，電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)，轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)。額定轉(zhuǎn)速時(shí)的給定電壓，ASR調(diào)節(jié)器飽和輸出電壓=8

10、V，ACR調(diào)節(jié)器飽和輸出電壓=6.5V。系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)指標(biāo)為：穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，調(diào)速范圍D=10，電流超調(diào)量，空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量。試求：(1) 確定電流反饋系數(shù)（假設(shè)起動(dòng)電流限制在339A以內(nèi)）和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)；(2) 試設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器ACR，計(jì)算其參數(shù)。調(diào)節(jié)器輸入電阻；(3) 試設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR，計(jì)算其參數(shù)。調(diào)節(jié)器輸入電阻。 （30分）1 確定時(shí)間常數(shù)整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和2.選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按典型型設(shè)計(jì)，電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的可用PI型電流調(diào)節(jié)器。檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能：各項(xiàng)指標(biāo)可以接受。3.計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)電流開(kāi)環(huán)增益：要求4.校驗(yàn)近似條件電流截止頻率（1）晶閘管裝置傳遞函數(shù)的近似條件滿足近似條件（2）忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件滿足近似條件（） 電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件滿足近似條件（5）計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容動(dòng)態(tài)性能跟隨指標(biāo)為滿足近似